Ağırlık bir kuvvettir

AĞIRLIK BİR KUVVETTİR

Genel (Evrensel)Çekim Kuvveti

Evrende bulunan bütün cisimler birbirlerine çekim kuvveti uygularlar. Bu kanuna genel (evrensel) çekim kanunu denir. Cisimlerin birbirlerine uyguladıkları çekim kuvveti;

Cisimlerin kütlelerine bağlıdır (ve kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılıdır). Cisimlerin kütleleri arttıkça çekim kuvveti artar.
Cisimlerin (kütle merkezlerinin) arasındaki uzaklığa bağlıdır (ve uzaklığın karesi ile ters orantılıdır). Cisimlerin arasındaki uzaklık arttıkça çekim kuvveti azalır.
Cisimlerin birbirlerine uyguladıkları çekim kuvveti eşit büyüklükte fakat zıt yöndedir.

cekim1.gif


NOT :

1- Gezegenlerin Güneş etrafında belirli yörüngelerde (elips şeklinde) dolanmalarının
nedeni, Güneş in gezegenlere çekim kuvveti uygulamasıdır.
2- Dünya ve Dünya üzerindeki bütün cisimler birbirlerine çekim kuvveti uyguladıkları halde bu kuvvetten sadece cisim etkilenir, Dünya etkilenmez. Bunun nedeni Dünyanın kütlesinin çok büyük olmasıdır.
3- Genel çekim kanunu Newton tarafından açıklanmıştır.

Kütle Çekim Kuvveti

Dünyanın ve diğer gök cisimlerinin üzerinde bulunan cisimlere uyguladığı çekim kuvvetine kütle çekim kuvveti denir.
Gök cisimlerinin, üzerinde bulunan cisimlere uygulayacağı kütle çekim kuvvetinin büyüklüğü aynı değildir. Gök cisimlerinin üzerinde bulunan cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvvetinin büyüklüğü o gök cisminin kütlesine (ve yarıçapının karesine) bağlıdır. Gök cisminin kütlesi artıkça kütle çekim kuvveti artar (gök cisminin yarıçapı arttıkça kütle çekim kuvveti azalır). Kütlesi büyük olan gök cisminin, üzerinde bulunan cisme uygulayacağı kütle çekim kuvveti kütlesi küçük olan gök cisminin uygulayacağı kütle çekim kuvvetinden büyük olur.
Gök cisimlerinin üzerinde bulunan cisimlere uygulayacağı kütle çekim kuvvetin yönü her zaman gök cisminin merkezine doğrudur.
Gök cisimlerinin üzerinde bulunan cisimlere uygulayacağı kütle çekim kuvvetinin büyüklüğü, gök cismi (nin kütle merkezi) ile cisim arasındaki uzaklığa bağlıdır. Gök cismi ile üzerinde bulunan cisim arasındaki uzaklık artarsa kütle çekim kuvveti azalır.
Gök cisimlerinin, üzerinde bulunan cisimlere uygulayacağı kütle çekim kuvvetinin büyüklüğü aynı değildir. Güneş sisteminde bulunan gök cisimlerinin 1 kg lık kütleye uyguladıkları kütle çekim kuvvetlerine bakılarak hangi gök cisminin kütlesinin büyük olduğu görülebilir.

1 kg lık kütleye uygulanan çekim kuvveti;
Güneşte → 247 N
Merkürde → 3,70 N
Venüste → 8,87 N
Ayda → 1,62 N
Dünyada → 9,81 N
Marsta → 3,77 N
Jüpiterde → 23,30 N
Satürnde → 9,20 N
Uranüste → 8,69 N
Neptünde → 11,00 N
Plütonda → 0,06 N

Verilen kütle çekim kuvvetlerine göre; Kütlesi en büyük ola gezegen Jüpiterdir.
Dünyadaki kütle çekim kuvveti Aydaki kütle çekim kuvvetinin yaklaşık 6 kat daha fazladır.

Yer Çekimi Kuvveti

Kütle çekim kuvvetinin Dünya için isimlendirilmiş haline yer çekimi kuvveti denir. Bu nedenle yer çekimi kuvveti Dünyanın, üzerinde bulunan cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvvetidir.
Dünyanın, üzerinde bulunan bir cisme uyguladığı yer çekimi kuvvetinin büyüklüğüne ağırlık denir. Ağırlık ile gösterilir ve vektörel büyüklüktür.
Yer çekimi kuvveti cisimleri daima Dünyanın merkezine çeker. Bu nedenle yer çekimi kuvvetinin yani cismin ağırlığının yönü daima Dünyanın (yerin) merkezine (aşağı) doğru gösterilir.
Ağırlık dinamometre veya yaylı el kantarı ile ölçülür. (Günlük hayatta yaylı el kantarı ile kütle ölçülebilmektedir. Yaylı el kantarının bölmeleri kütle ölçümü için ayarlanmıştır).
Bir cismin ağırlığı cismin Dünya üzerinde bulunduğu yere göre değişir. Cisim Dünyanın (yerin) merkezine yaklaştıkça (g arttığı içi) ağırlık artar, cisim Dünyanın (yerin) merkezinden uzaklaştıkça (g azaldığı için) ağırlık azalır.
Dünya, kutuplardan basık olduğu için Dünyanın kutuplardaki yarıçapı, ekvatordaki yarıçapından küçüktür. Bu nedenle bir cismin kutuplardaki ağırlığı, ekvatordaki ağırlığından daha büyük olur. (Yerin merkezine daha fazla yaklaşıldığı için).
Dünyada deniz kenarından yükseklere çıkıldıkça cismin Dünyanın merkezine uzaklığı artacağı için ağırlığı azalır.
Dünyadaki kütle çekim kuvveti Aydaki kütle çekim kuvvetinin yaklaşık 6 katı olduğu için bir cismin Dünyadaki ağırlığı, Aydaki ağırlığının yaklaşık 6 katıdır. Aydaki kütle çekim kuvvetine ay çekimi kuvveti denir.
Gezegenlerin, üzerlerinde bulunan cisimlere uyguladığı yer çekimi kuvvetinin şiddetine yer çekim ivmesi denir. Yer çekim ivmesi ile gösterilir.

gezegen23.gif


NOT :

1- Uzayda kütle çekimi olmadığı için bir cismin uzaydaki ağırlığı sıfırdır.
2- Yer çekimi kuvveti Dünya üzerinde bulunan bütün cisimlere etki eder.
8. Etkinlik : Cisimler Niçin Yere Düşer? (Ders Kitabı 71)
Amaç : Öğrencilerin yer çekimi kuvvetinin ve yönünün farkına varmalarını sağlamak.
Yapılacaklar : Silgi, kitap, taş belli yükseklikten bırakılarak hareketleri
gözlenir.
Kâğıt ve makas kullanılarak kâğıt insanlar yapılır ve Dünya modelinde kâğıt insanlar kutuplar ve ekvatora Dünyanın dört tarafına yerleştirilir.
Sonuca varalım kısmında;
1. soruda Dünyanın cisimleri kendi merkezine doğru çektiği ve cisimlerin hareket yönünün Dünyanın merkezine doğru olduğu belirtilir.
2. soruda kâğıt insanları tutan yer çekimi kuvvetidir.

Kütle ve Ağırlık Arasındaki Farklar

Kütle ve ağırlık aynı kavramlar değildir.

1- Kütle, bir cismin değişmeyen madde miktarıdır. Ağırlık ise bir cisme etki eden yer çekimi kuvvetinin büyüklüğüdür.
2- Kütle eşit kollu terazi ile ağırlık dinamometre (veya aylı el kantarı) ile ölçülür.
3- Kütle yönsüz (skaler), ağırlık ise yönlü (vektörel) büyüklüktür.
4- Ağırlık cismin bulunduğu yere göre değişirken kütle değişmez. (Farklı gezegenlerde cisme uygulanan kütle çekim kuvveti farklı olduğu için ağırlık değişir).
5- Kütle birimi kg ya da gr dır. Ağırlık birimi N ya da dyn dir.

9. Etkinlik :
Ağırlık mı? Kütle mi? (Ders Kitabı 73)
Amaç : Cisimler üzerine etki eden yer çekimi kuvvetinin dinamometre ile ölçülebileceğini göstermek. Etkinlik sonunda yer çekimi kuvvetinin, kütleden farklı olan ağırlık kavramı ile ifade edileceğinin farkına varmalarını sağlamak.
Yapılacaklar : Çeşitli cisimlerin kütleleri eşit kollu terazi ile ölçülür ve tabloya kaydedilir.
Aynı cisimlerin ağırlıkları dinamometreden okunur ve tabloya kaydedilir.
Sonuca varalım kısmında;
1. soruda kütle ve dinamometreden okunan değerler farklıdır.
Cisme kendilerinin hiçbir kuvvet uygulamadığı halde cisimlerin dinamometrenin yayını uzatmasının nedeni yer çekimi kuvvetidir.
Dinamometredeki uzama karşılaştırıldığında kütlesi büyük olan cisim dinamometrenin yayını daha fazla uzatır.

Yapılacaklar :

Boş olan kutucuklar doldurulur.
Araştıralım, Hazırlanalım : (Ders Kitabı 74)
Amaç :
Bir cisme verilen gezegenlerde etki eden kütle çekim kuvvetinin
kıyaslanmasını sağlamak.

Yapılacaklar :
Ders kitabındaki resimler inceletilir.
Zeynepin topu neden Dünyada, Ayda ve uzayda farklı uzaklıklara fırlattığı sorulur. Sorunun cevabı sınıfça tartışılır.
Sorunun cevabı olarak fırlatılan topa Dünyada etki eden yer çekimi kuvvetinin Aydaki ve uzaydaki yer çekimi kuvvetinden fazla olduğu için topun fazla yükselmediği belirtilir.
Bunları Biliyor muydunuz? Bölümü okutularak resimler inceletilir.
Amaç, Dünyanın merkezine yaklaştıkça yer çekimi kuvvetinin arttığı, uzaklaştıkça yer çekimi kuvvetinin azaldığını göstermek.

2.Alternatif Etkinlik :
Bardaktaki Gizem (Öğretmen Kitabı 74)
Amaç : Çok özel durumlarda yer çekimi kuvvetinin hissedilmeyeceğini göstermek.
Yapılacaklar : Plastik bardağın alt yanlarına iki delik açılır.
Bardak su ile doldurulur ve delikler parmakla kapatılır.
Bardak göğüs hizasında tutularak parmaklar çekilir ve suyun akması gözlenerek sonuçlar deftere yazılır.
Bardaktaki su dökülür.
Bardaktaki suya etki eden yer çekimi kuvveti suyun aşağı dökülmesini sağlar.
Su dengelenmemiş kuvvetin etkisindedir.
Bardak baş hizasında tutularak düşmesi için bırakılır suyun hareketi gözlenerek sonuçlar deftere yazılır.
Bardaktaki su dökülmez.
Bardaktaki suya yer çekimi kuvveti ile aynı doğrultuda, eşit büyüklükte fakat zıt yönde dengeleyen kuvvet etki eder. Bu kuvvetin sebebi bardağın süratidir.
Su, dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir.
Suya etki eden yukarı yöndeki kuvvet serbest düşme hareketi yapan cisme etki eden yukarı yöndeki sürtüne kuvvetidir. Bu sürtüne kuvvetine de hava direnci denir.

ÖRNEKLER :

1- Yer çekimi kuvvetinin yönü Dünyanın farklı yerlerinde değişir mi?
Yer çekimi kuvvetinin yönü daima Dünyanın merkezine doğrudur.

2- Dünyadan Aya doğru gidildikçe dinamometreye takılı cisim varken;
a) Dünyadan uzaklaştıkça dinamometredeki değişim nasıl olur?
b) Aya yaklaştıkça dinamometredeki değişim nasıl olur?


a) Dünyadan uzaklaştıkça yer çekimi kuvveti azalacağı için dinamometreden okunan değer azalır ve uzaya çıkıldığında sıfır olur.
b) Aya yaklaşıldığında yer çekimi kuvveti artacağından dinamometreden okunan değer artar.

Hazırlayan:KAYSERİ MİTHATPAŞA İLKÖĞRETİM OKULU FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETMENİ MURAT ÜSTÜNDAĞ
fenokulu.net
 
Üst Alt